DE1107396B - Verfahren zur Herstellung von verstaerkten bzw. versteiften Kunststoff-formteilen im Spritzgiessverfahren - Google Patents

Description

Das Prinzip der Verstärkung von Kunststofformteilen durch Einlagen von Geweben, Fasern u. dgl. oder deren Versteifung durch Rippen- und Wabensysteme ist bekannt. So ist es auch bereits bekannt, großflächige, ebene und gewölbte Formteile aus kunststoffgebundenen Glasgewebe-Schichtstoffen herzustellen, bei denen die Gewebeeinlage über den ganzen Querschnitt gleichmäßig verteilt ist.

Gegenstand der vorhegenden Erfindung ist ein Verfahren, bei dem wesentlich an Gewicht und Kosten eingespart werden kann, ohne daß die Festigkeit des faserverstärkten Kunststoffteils wesentlich zurückgeht.

Demgemäß geht die Erfindung von dem Gedanken aus, das Formteil lediglich an den Außenseiten durch Fasereinlagen zu verstärken, während zwischen den verstärkten Schichten eine Schicht reinen Kunststoffes erhalten bleibt. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß zunächst der Kunststoff in zähflüssigem Zustand langsam und unter Druck von einem Punkt, der sich auf der Berührungslinie der beiden Formhälften befindet, in die mit den Geweben, Faserfilzen od. dgl. ausgelegte Form derart eingeführt, daß während der Füllung der Form mit Kunststoff dieser seine Temperatur nicht wesentlich ändert und er die Gewebe, Faserfilze od. dgl. gegen eine oder beide Formwandungen drückt, ohne die Gewebe, Faserfilze od. dgl. zu durchdringen. Nach völliger Füllung des Hohlraumes zwischen den Geweben oder Faserfilzen oder zwischen den Geweben, Faserfilzen und der Formwand wird darauf der noch flüssige Kunststoff unter einem höheren Druck in die Gewebe, Faserfilze od. dgl. eingepreßt, worauf schließlich der Kunststoff durch Temperaturänderung (Erwärmung oder Abkühlung) verfestigt wird.

Ein weiterer Gedanke der Erfindung besteht hierbei darin, daß bei Verwendung einer Form, deren eine Formhälfte glatt ausgebildet ist und deren andere Formhälfte Rillen für das Rippensystem aufweist, die Verfestigung des in die Form eingebrachten Kunststoffes durch Abkühlen oder Erwärmen der entsprechenden Formhälfte zuerst von der glatten Seite des Spritzkörpers her erfolgt. Die Temperatur der Formhälfte, die das Rillensystem enthält, wird erst dann geändert, wenn die glatte Seite des Spritzkörpers verfestigt ist. Während des Verfestigungsvorganges des Kunststoffes wird dabei noch flüssiger Kunststoff in die Form nachgedrückt.

Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt in den meisten Fällen, um wirtschaftlich arbeiten zu können, eine Form mit möglichst geringer Wärmekapazität, d. h. eine solche, die einen sehr schnellen Verfahren zur Herstellung von

verstärkten bzw. versteiften Kunststoff-

formteilen im Spritzgießverfahren

Anmelder:

Richard Jonke, Vaucresson, Seine-et-Oise, und Josef Lintner, La-Garenne-Colombes,

Seine (Frankreich)

Vertreter: Dr. W. Müller, Patentanwalt,
Bonn, Koblenzer Str. 46 a

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 14. Dezember 1954

Richard Jonke, Vaucresson, Seine-et-Oise,
und Josef Lintner, La-Garenne-Colombes, Seine

(Frankreich),
sind als Erfinder genannt worden

Temperaturwechsel an ihren Formschalen zuläßt. Die das Heiz- bzw. Kühlmittel führenden Kanäle sollen möglichst gleichmäßig und in möglichst großer Zahl und in geringem und annähernd konstantem Abstand vom Kunststoff über die gesamte Formoberfläche verteilt sein.

Das vorliegende Verfahren gestattet die serienmäßige Herstellung von dünnwandigen Kunststoffformteilen, insbesondere von solchen mit großen Oberflächen, die durch Gewebeeinlagen od. dgl. und mit oder ohne Rippen- und Wabensysteme verstärkt bzw. versteift sind, in einem Niederdruck-Spritzgießverfahren. Derartige Formteile haben ein besonderes Interesse als Bauelemente für Autokarosserien, für Flugzeuge, für den Wohnungsbau, für Möbel usw.

Die Zähnung zeigt vereinfacht zwei Beispiele einer Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist. In Fig. 1 bis 4 ist die Herstellung eines Hohlkörpers ohne Rippen- oder Wabensystem (Beispiel 1), in Fig. 5 bis 8 die Herstellung eines Körpers mit Rippen-oder Wabensystem (Beispiel 2) dargestellt.

Zwei formbare Glasfasergewebe 1 und 1' (Fig. 1) werden auf einem Rahmen 2 und 2' befestigt. Die Form befindet sich auf einer Temperatur von etwa

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130° C. Mit Hilfe der Rahmen 2 und 2' werden die Glasgewebe 1 und 1' zwischen die beiden Formhälften 3 und 3' gebracht. Die Form wird sodann geschlossen (Fig. 2), wobei die Gewebebahnen 1 und Γ durch die Auflageränder der Form eingespannt werden. Das flüssige Polyesterharz, das seinen Härter bereits enthält und das etwa Raumtemperatur besitzt, wird nach Entfernung der Rahmen 2 und 2' zwischen die formbaren Gewebebahnen 1, 1' durch die Düse 4, 4' so langsam eingeführt, daß sich die Gewebebahnen 1 und Γ in der Fließrichtung nicht verschieben. Infolge des geringen Druckes und der relativ hohen Viskosität des Kunststoffes dringt dieser nicht in die Gewebebahnen 1 und 1' ein, sondern schiebt sich zwischen diesen hindurch, indem er sie gegen die Formwandungen drückt. Sobald auf diese Weise eine völlige Füllung des Zwischenraumes zwischen den Gewebebahnen erreicht ist, bildet sich in der Form ein Gegendruck aus, so daß der Einspritzdruck zur Wirkung kommt. Dadurch wird der noch immer flüssige Kunststoff in die Gewebebahnen hineingedrückt, die Fasern werden gegenseitig verklebt, und der Kunststoff kommt mit der heißen Formwandung in Berührung. Dadurch wird die Härtung des Formlings eingeleitet (Fig. 3). Sobald der Formling eine ausreichende Formstabilität hat, wird er aus der Form genommen und der Härtungsvorgang in einem Wärmeschrank zu Ende geführt. Die aus dem Formling vorstehenden Gewebeteile werden schließlich abgeschnitten.

Fig. 4 stellt einen Teil des Formlings dar. Die beiden Seiten 7, T sind aus glasfaserverstärktem Kunststoff, während die Mitte 6 aus reinem Kunststoff besteht.

Um den Formling durch ein Rippensystem zu versteifen, muß eine Formhälfte 8 (Fig. 5) ein diesem entsprechendes Rillensystem aufweisen. Auf die untere Formhälfte 8' wird eine Glasfasermatte 9 und ein dünnes formbares Glasfasergewebe 10 gelegt. In die Rillen der oberen Formhälfte 8 sind Gewebestränge 12 eingelegt. Nach dem Schließen der Form befinden sich beide Formhälften 8 und 8' (Fig. 6) auf einer Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Kunststoffes. Hierauf wird geschmolzenes zähflüssiges Polymerisationsharz langsam in die Form eingeführt, wobei sowohl Fasermatte 9 und das formbare Fasergewebe 10 wie auch die Gewebestränge 12 gegen die entsprechenden Formhälften 8 oder 8' gedrückt werden. Sobald der gesamte Hohlraum zwischen Formschale und Geweben mit Kunststoff gefüllt ist, dringt dieser durch den sich nunmehr ausbildenden Druck senkrecht zur Fließrichtung während der Füllung in das Fasermaterial ein und verklebt auf diese Weise die Fasern untereinander (Fig. 7).

Sobald auf diese Weise die Form völlig gefüllt ist, wird ihre untere Hälfte 8' zuerst gekühlt, und zwar so lange, bis die sie berührende Kunststoffoberfläche so weit erhärtet ist, daß Schrumpfungsstellen sich auf dieser Seite des Formlings nicht mehr bilden können. Erst dann wird die andere Formhälfte gekühlt, so daß der Formling aus der Form genommen werden kann. Während des Erhärtungsbzw. Abkühlungsvorganges wird flüssiger Kunststoff nachgedrückt. Fig. 8 zeigt einen Teil des fertigen Formlings, der nur in den Außenteilen glasfaserverstärkt ist.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von durch Einbau von Geweben, Faserfilzen od. dgl. und mit oder ohne einem waben- oder gitterförmigen Rippensystem verstärkten bzw. versteiften flächigen Kunststofformteilen im Spritzgießverfahren, da durch gekennzeichnet, daß zunächst der Kunststoff in zähflüssigem Zustand langsam und unter Druck von einem Punkt, der sich auf der Berührungslinie der beiden Formhälften befindet, in die mit den Geweben, Faserfilzen od. dgl. ausgelegte Form derart eingeführt wird, daß während der Füllung der Form mit Kunststoff dieser seine Temperatur nicht wesentlich ändert und er die Gewebe, Faserfilze od. dgl. gegen eine oder beide Formwandungen drückt, ohne die Gewebe, Faserfilze od. dgl. zu durchdringen, daß nach völliger Füllung des Hohlraums zwischen den Geweben oder Faserfilzen oder zwischen den Geweben, Faserfilzen und der Formwand der noch flüssige Kunststoff unter einem höheren Druck in die Gewebe, Faserfilze od. dgl. eingepreßt wird und daß schließlich der Kunststoff durch Temperaturänderung (Erwärmung oder Abkühlung) verfestigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Form, deren eine Formhälfte glatt ausgebildet ist und deren andere Formhälfte Rillen für das Rippensystem aufweist, die Verfestigung des in die Form eingebrachten Kunststoffes durch Abkühlen oder Erwärmen der entsprechenden Formhälfte zuerst von der glatten Seite des Spritzkörpers her erfolgt, daß die Temperatur der Formhälfte, die das Rillensystem enthält, erst dann geändert wird, wenn die glatte Seite des Spritzkörpers verfestigt ist, und daß während des Verfestigungsvorganges des Kunststoffes noch flüssiger Kunststoff in die Form nachgedrückt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 918 894;

Zeitschrift »ModemPlastics«, 1952, S. 102 bis 106;

Fachbuch »Glasfaserverstärkte Kunststoffe«,
Folge 2, von Ing. Waldemar Beyer, München, 1955, S. 65 bis 67.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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